動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新百家爭(zhēng)鳴

1、一、新能車產(chǎn)銷旺盛，疊片卷繞技術(shù)并行新能源車產(chǎn)銷旺盛“雙碳”頂層邏輯推動(dòng)下，新能源汽車產(chǎn)銷勢(shì)頭正盛。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已成為全球最大的新能源汽車市場(chǎng)。近五年來(lái)新能源汽車產(chǎn)銷顯著上升， 2022 年 7 月新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 61.7萬(wàn)輛和 59.3 萬(wàn)輛，較去年同期同比增長(zhǎng) 117.6%和 119.2%；2022 年 1-7 月累計(jì)產(chǎn)銷分別為 327.9 萬(wàn)輛和 319.4 萬(wàn)輛，較去年同期同比增長(zhǎng) 118.0%和 116.1%.圖 1：新能源汽車產(chǎn)量及環(huán)比增速資料來(lái)源：Wind，圖 2：新能源汽車銷量及環(huán)比增速資料來(lái)源：Wind，疊片卷繞技術(shù)并行電芯制作工藝雙管齊下，疊片卷繞各有利弊。通常而言，

2、動(dòng)力電池包括電芯、管理（保護(hù)）單元、外殼等幾大部分，電芯也被認(rèn)為是動(dòng)力電池的“心臟”。關(guān)于電芯的制作工藝，主要包括疊片工藝和卷繞工藝兩類，二者各有利弊。圖 3：疊片工藝示意圖資料來(lái)源：雙翌光電官網(wǎng)，圖 4：卷繞工藝示意圖資料來(lái)源：雙翌光電官網(wǎng)，疊片制作工藝疊片工藝是指將涂覆后的正負(fù)極合劑層分割成初定尺寸，隨后依照順序?qū)⒄龢O合劑層、隔膜、負(fù)極合劑層貼合，后將多個(gè)“三明治”結(jié)構(gòu)層并聯(lián)疊合，形成可以封裝的電極片芯。疊片工藝的連續(xù)性靠的是隔膜的“Z”字形彎折，把正負(fù)極連續(xù)疊合到隔膜上，隔膜“Z”字形穿行其間，隔開兩極，最后包上外殼包裝。相較于卷繞工藝，疊片工藝內(nèi)部空間利用充分，容量密度以及能量密度較高

3、，同時(shí)可根據(jù)鋰電池尺寸來(lái)設(shè)計(jì)每個(gè)級(jí)片的尺寸，設(shè)計(jì)靈活；但疊片工藝也具有一定缺點(diǎn)，疊片工藝需將極片點(diǎn)焊到同一焊點(diǎn)，相對(duì)容易出現(xiàn)虛焊問(wèn)題。卷繞制作工藝卷繞工藝則是指通過(guò)固定卷針的卷繞，將前期處理好的正極極片、隔膜、負(fù)極極片按照順序卷繞擠壓成型。具體工藝是將原材料按負(fù)極、隔膜、正極、隔膜的順序疊在一起，通過(guò)卷繞法直接卷成圓柱形或橢圓柱形，放在方殼或圓柱的金屬外殼中。相較于疊片工藝，卷繞工藝鋰電池僅有兩個(gè)極片，生產(chǎn)控制相對(duì)簡(jiǎn)單，電焊容易，同時(shí)因?yàn)檎?fù)極只有單一極耳的特性內(nèi)阻較高；與疊片工藝一致，卷繞也有缺點(diǎn)，卷繞工藝基于其制作過(guò)程限制，只能制作為長(zhǎng)方體鋰電池，形狀單一，同時(shí)散熱效果相對(duì)疊片工藝也有一定

4、劣勢(shì)。表 1：疊片工藝與卷繞工藝優(yōu)劣總結(jié)疊片工藝卷繞工藝優(yōu)勢(shì)容量密度高；能量密度高；尺寸靈活電焊容易；生產(chǎn)控制相對(duì)簡(jiǎn)單劣勢(shì)容易虛焊；設(shè)備效率慢內(nèi)阻高，形狀單一；散熱效果差資料來(lái)源：雙翌光電官網(wǎng)，二、動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新百家爭(zhēng)鳴 2019 年為動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新元年，各動(dòng)力電池企業(yè)以及各大車企積極探索動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，推出各類去模組化、集成化的電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)，并在新能源汽車市場(chǎng)逐步予以應(yīng)用。當(dāng)前時(shí)代電池包模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷加深，整個(gè)電池包的生產(chǎn)環(huán)節(jié)集中度繼續(xù)提升為大勢(shì)所趨，以寧德時(shí)代、比亞迪為代表的動(dòng)力電池企業(yè)以及以特斯拉為代表的各大新能源汽車車企對(duì)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步革新值得關(guān)注。表 2：動(dòng)力

5、電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新年鑒時(shí)間產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用范例2019 年蜂巢能源疊片電池工藝-2019 年寧德時(shí)代CTP1.0北汽新能源 EU5 車型2020 年比亞迪刀片電池首搭車型為比亞迪中大型高端轎車比亞迪漢2020 年國(guó)軒高科JTM 集成技術(shù)-2020 年特斯拉 4680 電池特斯拉德州工廠生產(chǎn)的 Model Y2021 年廣汽彈匣電池廣汽AION Y 為首搭車型，AION V PLUS、AION S PLUS 等同樣予以應(yīng)用2021 年長(zhǎng)城汽車大禹電池首發(fā)車型為沙龍機(jī)甲龍，2022 年起長(zhǎng)城旗下車型將全面應(yīng)用2021 年中航鋰電one-stop 電池原預(yù)計(jì)于 2022 年 6 月推向市場(chǎng)2021 年寧德時(shí)代

6、CTP2.0蔚來(lái)系列 75kWh 電池包2022 年零跑CTC 方案零跑旗下全球首款CTC 技術(shù)量產(chǎn)轎車零跑C012022 年比亞迪CTB首搭車型為比亞迪海豹2022 年上汽魔方電池上汽MG MULAN 等上汽星云純電專屬系統(tǒng)化平臺(tái)開發(fā)的車型2022 年寧德時(shí)代CTP3.0 麒麟電池將于 2023 年量產(chǎn)，理想旗下新能源車確定搭載資料來(lái)源：整理寧德時(shí)代重磅發(fā)布麒麟 3.0，開創(chuàng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新之路CTP 技術(shù)發(fā)展歷程CTP（Cell To Pack，無(wú)模組動(dòng)力電池包）是寧德時(shí)代主推的電池結(jié)構(gòu)集成技術(shù)，其發(fā)展大體可以劃分為 3 個(gè)階段，分別為 CTP 1.0、CTP 2.0 和 CTP 3.0。CTP

7、1.0 由寧德時(shí)代在 2019 年 9 月 10 日于法蘭克福汽車展會(huì)首次公布，相較于傳統(tǒng)工藝，其去掉模組的側(cè)板，轉(zhuǎn)而用綁帶來(lái)替代，以實(shí)現(xiàn)有效減輕重量，提高成組率，代表車型為北汽新能源 EU5 車型；CTP 2.0 由寧德時(shí)代在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在 2021 年 12 月 21 日于國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展上推出，相較于 CTP 1.0，CTP 2.0 進(jìn)一步優(yōu)化掉模組的兩個(gè)端板，利用電池箱體上的縱橫梁來(lái)代替端板，代表車型為蔚來(lái)汽車；CTP3.0，即麒麟電池，由寧德時(shí)代在 2022 年 6 月 23 日首次公開發(fā)布，其使用平板化的托盤，去除箱體上的縱梁或橫梁，采用低膨脹的電芯，配合電芯本

8、體來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的需求，體積利用率由 CTP1.0 的 55%躍升至 72%，安全性、電池壽命、快充性能以及能量密度等方面也得到了進(jìn)一步提升。CTP 3.0 由于推出時(shí)間較短，目前在市場(chǎng)上還未有實(shí)際應(yīng)用，預(yù)計(jì)將于2023 年量產(chǎn)，理想汽車旗下新能源車已確定搭載。表 3：寧德時(shí)代三代 CTP 性能差異CTP1.0CTP2.0CTP3.0續(xù)航里程（km）500+600+1000+三元電池系統(tǒng)能量密度（Wh/kg）180+200+250+資料來(lái)源：鋰電產(chǎn)業(yè)通，圖 5：CTP1.0 結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：寧德時(shí)代官方公眾號(hào)，圖 6：CTP3.0（麒麟電池）結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：寧德時(shí)代官方公眾號(hào)，麒麟電池（

9、CTP3.0）麒麟電池，第三代 CTP 技術(shù)是當(dāng)前寧德時(shí)代最前端的動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)，其技術(shù)邏輯特征集中于兩個(gè)層面：采取“電芯-電池包“結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)性地打破單一邊界，整合需求，取消橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本各自獨(dú)立的設(shè)計(jì)，集成為多功能彈性?shī)A層；設(shè)計(jì)底部空間共享方案，將電芯倒置，將結(jié)構(gòu)防護(hù)、高壓連接、熱失控排氣等功能模塊進(jìn)行智能分布。通過(guò)此兩項(xiàng)技術(shù)革新，麒麟電池成為全球集成度最高的電池，體積空間利用率最高可達(dá) 72%，同時(shí)可將三元電池系統(tǒng)能量密度提升至 255Wh/kg，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至 160Wh/kg，量產(chǎn)后整車?yán)m(xù)航可實(shí)現(xiàn) 1000km 以上。另外，麒麟電池在多功能彈性?shī)A層內(nèi)部

10、搭建微米橋連接裝置，靈活配合電芯呼吸進(jìn)行自由伸縮，電芯全生命周期可靠性得到提升。圖 7：麒麟電池多功能彈性?shī)A層示意圖資料來(lái)源：寧德時(shí)代官方公眾號(hào)，圖 8：多功能彈性?shī)A層內(nèi)置微米橋連接裝置示意圖資料來(lái)源：寧德時(shí)代官方公眾號(hào)，全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù)也是麒麟電池的核心創(chuàng)新點(diǎn)之一，其從熱交換本質(zhì)著手，基于電芯的變化，將水冷功能置于電芯之間，使換熱面積擴(kuò)大四倍，使得電芯控溫時(shí)間縮短至原來(lái)的一半，能更高效地維持電芯安全、適宜的工作溫度。值得一提的是，由寧德時(shí)代發(fā)布名為水冷板組件、水冷系統(tǒng)、電池及其箱體以及用電裝置的專利與麒麟電池中所述的冷卻板子系統(tǒng)組件信息高度吻合：專利中口琴管式的冷卻板為雙層結(jié)構(gòu)，兩

11、側(cè)設(shè)置多個(gè)連接管，通過(guò)連接管將冷卻板之間的冷卻液流通路徑實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，構(gòu)成內(nèi)部循環(huán)的通道，其中外層和內(nèi)層冷卻通道中的一者為液冷通道，另一者為非液冷通道（如外層液冷，內(nèi)層風(fēng)冷），非液冷通道由于不填充冷卻液，可以填充彈性材料或相變材料，通道壁可以適當(dāng)朝內(nèi)變形，吸收電池單體膨脹，避免電池單體擠壓損壞。整理來(lái)看，專利內(nèi)容與麒麟電池電芯大面冷卻、電池配合電芯進(jìn)行自由伸縮、內(nèi)置微米橋連接裝置等技術(shù)特征一一對(duì)應(yīng)。圖 9：麒麟電池首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)資料來(lái)源：寧德時(shí)代官方公眾號(hào)，圖 10：寧德時(shí)代水冷板組件、水冷系統(tǒng)、電池及其箱體以及用電裝置申請(qǐng)專利示意圖資料來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，散熱能力的保障使得麒麟電池具備可

12、觀的快充性能，有足夠的能力支持 4C 快充，10 分鐘內(nèi)可快充至 80%；另外麒麟電池在極端情況時(shí)，電芯可急速降溫，有效阻隔電芯間的異常熱量傳導(dǎo)，并有效避免電池非正常工作溫度，造成不可逆損傷，這使得電芯壽命與安全有所提升。特斯拉 4680 引領(lǐng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，放量在即2.2.1 4680 電池4680 電池由特斯拉于 2020 年 9 月 23 日特斯拉電池日推出，是繼 18650 電池、21700 電池之后的第三代產(chǎn)品，相較于 21700 電池，其能量方面提高 5 倍、續(xù)航里程提高 16%、動(dòng)力方面提高 6 倍、成本方面降低 14%；冷卻方面，特斯拉采用蛇形冷卻板貼附設(shè)計(jì)，而且內(nèi)部散熱鰭片自成回路

13、，無(wú)需串聯(lián)。圖 11：4680 電池示意圖資料來(lái)源：特斯拉電池日資料，圖 12：圓柱電池尺寸與性能變化資料來(lái)源：特斯拉電池日資料，圖 13：特斯拉蛇形冷卻板貼附設(shè)計(jì)資料來(lái)源：搜狐汽車E 電園，4680 電池的核心創(chuàng)新為大電芯、全極耳和干電池技術(shù)。大電芯：4680 電池相較于 21700 電池，電芯尺寸變大，直徑從 27mm 變?yōu)?46mm，高度從 70mm 變?yōu)?80mm，電芯厚度增加，曲率降低，這為其帶來(lái)了一定的優(yōu)勢(shì)：大電芯可降低殼體在單位電池容量上的占比，減少結(jié)構(gòu)件和焊接數(shù)量，有效降低成本；電池尺寸增大使得電池組中電池?cái)?shù)量減少，金屬外殼占比減少，正極、負(fù)極等材料占比增加，能量密度提高；電池

14、數(shù)量的減少也使得電池的監(jiān)測(cè)和狀態(tài)分析更為簡(jiǎn)單；4）4680 尺寸更大使得其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高，可起支撐作用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的效用，有助于提升性能。全極耳：極耳是電池正負(fù)極在充放電過(guò)程中的觸點(diǎn)，也是電池工作中電流與外界聯(lián)系的橋梁，電流必須流經(jīng)極耳才能與電池外部連接；全極耳工藝則是指正負(fù)極材料的兩側(cè)邊沿全部被作為正/負(fù)極，這可以顯著增加電流通路，這使得 4680 電池的散熱和熱管理性能有所提升，進(jìn)而具備 15 分鐘內(nèi)可將電池從 0 充至 80%電量的快充能力，即續(xù)航 600 公里的車，充電 10- 15min 就可以滿足 400-500 公里的續(xù)航。圖 14：全極耳技術(shù)示意圖資料來(lái)源：特斯拉電池日資料

15、，圖 15：全極耳結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：儲(chǔ)能智造官方公眾號(hào)，干電池：干電極技術(shù)是指不適用溶劑，直接將少量（5%-8%）細(xì)粉狀 PTFE 粘合與正極/負(fù)極粉末粘合，通過(guò)擠壓機(jī)形成薄的電極材料帶，再將電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成品電極。該技術(shù)同樣具備明顯優(yōu)勢(shì)，其工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，且不使用溶劑，有助于達(dá)到更高的能量密度。圖 16：干法涂布示意圖資料來(lái)源：粉體網(wǎng)，2.2.2 特斯拉 CTC 技術(shù)特斯拉 CTC 技術(shù)技術(shù)邏輯特征為將電芯直接集成到底盤，實(shí)現(xiàn)大三電 、小三電、底盤系統(tǒng)以及自動(dòng)駕駛相關(guān)的集體，該技術(shù)于 2020 年 9 月 23 日特斯拉電池日與 4680 電池同步推出，二者相輔相成，通過(guò)

16、 CTC 技術(shù)，可為車輛減重 10%、增加 14%續(xù)航里程、全車可減少 370 個(gè)零部件，且伴隨著 CTC 技術(shù)的深入應(yīng)用，其每 GWH 投資將減少 55%、占用空間將減少 25%。散熱方面，特斯拉 CTC 技術(shù)采取電芯間夾水冷板，同時(shí)在上方額外添加一層水冷板，加上 4680電池大圓柱間散熱空間本身更大的特性，整體來(lái)看散熱能力優(yōu)異。圖 17：特斯拉 CTC 結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：特斯拉電池日資料，圖 18：CTC 冷卻與熱隔離結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：高工鋰電，關(guān)于特斯拉核心技術(shù)的具體應(yīng)用，特斯拉德州工廠生產(chǎn)的 Model Y 是最好的范例，其使用了 CTC 技術(shù)、4680 電池以及一體式壓鑄三大前沿技術(shù)，

17、特斯拉德州工廠生產(chǎn)的 Model Y 是當(dāng)前 4680 電池的具體應(yīng)用范例，其相較于特斯拉舊版本 Model Y 車型，續(xù)航能力提升 22.7%，預(yù)估續(xù)航里程可達(dá) 400 英里，即 643km；電池實(shí)際性能方面，目前首批提車 4680 版 Model Y 的車主在通過(guò)測(cè)試?yán)m(xù)航和充電表現(xiàn)后，推測(cè)這塊電池包可用容量在 67KWh 左右。圖 19：德州工廠 4680 版 Model Y 拆解照片資料來(lái)源：AutoLab，圖 20：汽車座椅直接置于電池之上資料來(lái)源：AutoLab，比亞迪實(shí)現(xiàn)安全性能與續(xù)航歷程兼顧刀片電池比亞迪刀片電池技術(shù)邏輯為將長(zhǎng) 96 厘米、寬 9 厘米、高 1.35 厘米的單體電

18、池，通過(guò)陣列的方式排布在一起，就像“刀片”一樣插入到電池包里面，在成組時(shí)跳過(guò)模組和梁，減少了冗余零部件后，形成類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)，從而大幅提升集成效率，空間利用率提升至 60%，該技術(shù)由比亞迪于 2020 年 3 月 29 日首次發(fā)布，具有超級(jí)安全、超級(jí)強(qiáng)度、超級(jí)續(xù)航、超級(jí)低溫、超級(jí)壽命、超級(jí)功率的“6S”超級(jí)性能技術(shù)理念。圖 21：刀片電池電池包空間利用率大幅提升資料來(lái)源：比亞迪官網(wǎng)，圖 22：刀片電池 6S 技術(shù)理念資料來(lái)源：比亞迪官網(wǎng)，超級(jí)安全：“超級(jí)安全”是刀片電池最大的特點(diǎn)，動(dòng)力電池安全試驗(yàn)界“珠穆朗瑪峰”之稱的針刺測(cè)試過(guò)程中，其相較于三元鋰電池和磷酸鐵鋰塊狀電池表現(xiàn)優(yōu)異，測(cè)試中無(wú)明

19、火、無(wú)煙、表面溫度僅 30-60。這與刀片電池出色的散熱性能密不可分，刀片電池采取扁長(zhǎng)化設(shè)計(jì)，散熱面積大，內(nèi)部回路長(zhǎng)，同時(shí)采取獨(dú)特水冷方案，將水冷板置于整個(gè)電池包的上方，與模組頂板直接接觸，對(duì)電芯側(cè)面窄邊進(jìn)行冷卻，并在模組頂板與電芯側(cè)面直接設(shè)置導(dǎo)熱板，對(duì)此，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高分析指出刀片電池的設(shè)計(jì)使得它在短路時(shí)產(chǎn)熱少、散熱快，評(píng)價(jià)刀片電池的表現(xiàn)“非常優(yōu)異”。另外，比亞迪還針對(duì)電池使用 7 重安全維度，從 5 大方面進(jìn)行安全評(píng)價(jià)驗(yàn)證，從 4 個(gè)層級(jí)構(gòu)建刀片電池全方位安全體系，另外在材料、電芯、系統(tǒng)等方面也為電池的安全提供了一定的保障。圖 23：刀片電池通過(guò)“針刺測(cè)試”資料來(lái)源：比亞迪官網(wǎng)，圖

20、 24：7 重維度、5 大方面、4 個(gè)層級(jí)的全方位安全體系資料來(lái)源：汽車動(dòng)力總成，超級(jí)強(qiáng)度：基于刀片系統(tǒng),模態(tài)可做到 80Hz 以上，振動(dòng)壽命 300 萬(wàn) km 以上；模擬碰撞可輕松滿足 60g 級(jí)別碰撞加速度要求，相當(dāng)于 45km/h 碰撞剛性壁障；在擠壓方面，最大擠壓力100-800kN，電池包僅輕微變形，未冒煙，未起火；抗壓強(qiáng)度方面，目前基于刀片電池的電池系統(tǒng)可以承受的壓力達(dá) 445kN，相當(dāng)于 45 噸卡車重量。超級(jí)續(xù)航：基于刀片電池的電池系統(tǒng)可輕松實(shí)現(xiàn)高續(xù)航；包體最大電量可超 100KWh（轎車）。A 級(jí)轎車電量采用 60kWh，可實(shí)現(xiàn) 500km 的續(xù)航；B 級(jí)轎車電量采用 80k

21、Wh，可實(shí)現(xiàn)600km 的續(xù)航；C 級(jí)轎車電量采用 100kWh，可實(shí)現(xiàn) 700km 的續(xù)航。超級(jí)低溫：刀片電池在，冬季牙克石-35至夏季吐魯番 55均能保持最佳的性能狀態(tài)，0下 LFP 充電時(shí)間優(yōu)于 NCM2%；-10下 LFP 充電時(shí)間與 NCM 相差 1%；刀片電池低溫放電能力可維持在常溫的 90%。超級(jí)壽命：刀片電池儲(chǔ)存壽命、循環(huán)壽命均遠(yuǎn)大于整車使用年限要求。在 100%SOC 狀態(tài)下，LFP 儲(chǔ)存壽命優(yōu)于 NCM811，LFP 電壓窗口低，電解液更加穩(wěn)定，且 LFP 儲(chǔ)存時(shí)容量恢復(fù)率遠(yuǎn)大于 NCM811。循環(huán)壽命 1C/1C，100%DOD，LFP 優(yōu)于 NCM811，因?yàn)?LFP

22、材料結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性更好，LFP 循環(huán)壽命整車使用年限要求。超級(jí)功率：刀片電池低溫低 SOC，LFP 較 NCM 有更好的功率性能；常溫低 SOC，LFP 與 NCM 表現(xiàn)相當(dāng)；高 SOC 下 NCM 占優(yōu)，但 LFP 完全滿足需求；瞬間最大功率 363kW，約 500馬力，支持 3.9 秒百公里加速。圖 25：刀片電池可滿足四種狀態(tài)下強(qiáng)度變化資料來(lái)源：汽車動(dòng)力總成，圖 26：刀片電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)示意圖資料來(lái)源：太平洋汽車網(wǎng)，除了上述六大優(yōu)勢(shì)特性，比亞迪在成本和快充性能兩方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)：成本方面，相較于傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)，比亞迪董事長(zhǎng)王傳福指出刀片電池成本可降低 30%，對(duì)此北極星儲(chǔ)能網(wǎng)預(yù)計(jì)其

23、可將電池 pack 成本由 0.6 元/Wh 降低至 0.42 元/Wh；快充性能方面，刀片電池 33分鐘可將電量從 10%充到 80%，充放電循環(huán)壽命超 3000 次，壽命可達(dá) 8 年 120 萬(wàn)公里。比亞迪漢為刀片電池技術(shù)應(yīng)用典型案例，也是其首發(fā)車型，性能卓越，NEDC 綜合續(xù)航里程可達(dá) 605km，同時(shí)市場(chǎng)認(rèn)可度高，雄踞中大型新能源轎車 Top1 以及中國(guó)品牌中大型轎車 Top1， 2021 年漢全年銷量達(dá) 117665 輛，2022 年 7 月熱銷 25849 輛，連續(xù)三個(gè)月銷量破兩萬(wàn)。圖 27：中大型高端轎車比亞迪漢資料來(lái)源：比亞迪官網(wǎng)，圖 28：比亞迪漢家族 2021 年度銷售情況

24、資料來(lái)源：比亞迪汽車官方公眾號(hào)，最后值得一提的是，目前比亞迪研發(fā)團(tuán)隊(duì)仍在大力推進(jìn)刀片電池的研發(fā)，計(jì)劃推出第二代刀片電池，最快將于 2022 年推出，性能提升將主要體現(xiàn)在溫控能力和能量密度提升方面，其中能量密度或可達(dá) 180 Wh/kg。CTB 技術(shù)CTB 技術(shù)即“Cell to Body”電池車身一體化技術(shù)，其技術(shù)邏輯特征為取消模組以及電池包上殼體的設(shè)計(jì)，將刀片電池通過(guò)與托盤和上蓋粘連，形成“電池上蓋-電芯-托盤”的“三明治”結(jié)構(gòu)，該技術(shù)由比亞迪于 2022 年 5 月 20 日以刀片電池為基礎(chǔ)首次發(fā)布，通過(guò) CTB 技術(shù)，整體空間利用率提升至 66%，且 CTB 電池系統(tǒng)作為車身結(jié)構(gòu)件參與整

25、車安全，使整車扭轉(zhuǎn)剛度提升一倍。比亞迪 CTB 技術(shù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)明顯，通過(guò)類蜂窩“三明治”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的突破，可承受 50 噸重卡碾壓；散熱方面，CTB 技術(shù)采用上層直冷板設(shè)計(jì)，電芯間無(wú)冷卻設(shè)計(jì)，因此其冷卻方面并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。圖 29：比亞迪 CTB 技術(shù)示意圖資料來(lái)源：比亞迪汽車官方公眾號(hào)，圖 30：CTB 技術(shù)類蜂窩“三明治”結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：比亞迪官方公眾號(hào)，比亞迪海豹為 CTB 技術(shù)應(yīng)用范例，也是首搭車型，該車型與 CTB 技術(shù)同步上市，純電動(dòng)續(xù)航里程最高可達(dá) 700km，同時(shí)具有極高的市場(chǎng)認(rèn)可度，11 天訂單超過(guò) 15 萬(wàn)輛。值得注意的是，該車型搭載高電壓電驅(qū)升壓充電方案，1

26、5 分鐘充電里程可行駛超 300Km，能在一定程度上反應(yīng) CTB 技術(shù)具有相對(duì)優(yōu)越的快充性能。資料來(lái)源：比亞迪官方公眾號(hào)，資料來(lái)源：比亞迪官方公眾號(hào)，蜂巢能源疊片電池工藝高速疊片工藝是“疊時(shí)代”引領(lǐng)者蜂巢能源在傳統(tǒng)疊片工藝上進(jìn)行的創(chuàng)新性變革，其技術(shù)邏輯特征是將正極、負(fù)極切成小片與隔離膜疊合成小電芯單體，然后將小電芯單體疊放并聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)大電芯。該技術(shù)最早可以追溯到 2019 年上海車展蜂巢能源發(fā)行的高速疊片方形鋰離子電池系列產(chǎn)品，這標(biāo)志著蜂巢能源在全球范圍內(nèi)率先將高速疊片創(chuàng)新應(yīng)用于方形鋁殼電芯，當(dāng)前生產(chǎn)效率可達(dá) 0.45s/片，預(yù)計(jì) 2023 年 7 月可達(dá) 0.125s/片；相較于同類型卷

27、繞工藝電池， 蜂巢能源的疊片電池邊角處空間利用率更高，能量密度提升 5%，循環(huán)壽命提升 10%，成本降 低 15%，其在穩(wěn)定性、安全性等方面也具有明顯優(yōu)勢(shì)。圖 33：蜂巢能源高速疊片工藝資料來(lái)源：蜂巢能源官網(wǎng)，圖 34：蜂巢能源超高速疊片機(jī)資料來(lái)源：北極星儲(chǔ)能網(wǎng)，蜂巢能源，高速疊片工藝應(yīng)用方面，早在 2019 年月的上海國(guó)際車展上，蜂巢能源首次亮相就展示其內(nèi)部代號(hào)為“L6”的長(zhǎng)疊片電芯，L 代表 Long cell, 6 代表蜂巢能源認(rèn)為的最佳尺寸600mm左右的長(zhǎng)度，該電芯除可提升體積能量密度和質(zhì)量能量密度，還具備極高的布置靈活性和車型適配性，通過(guò)不同排布方式，L6 電池可以覆蓋市場(chǎng)上主銷的

28、從 A0 到D 級(jí)的 80%的車型；蜂巢能源還將疊片電池工藝與無(wú)鈷電池產(chǎn)品深度融合，于 2020 年 5 月 18 日首發(fā)疊片 NMx 無(wú)鈷電池，該產(chǎn)品性能優(yōu)異，具備高能量密度、高安全性，長(zhǎng)續(xù)航等特性，能支持單次充電可滿足 880 公里需求，同時(shí)具有 2500 次長(zhǎng)循環(huán)、超過(guò) 15 年 120 萬(wàn)公里的超長(zhǎng)使用壽命，解決了電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航、電池衰弱和安全三大痛點(diǎn)。除此之外，該電池散熱控溫能力優(yōu)異，可通過(guò)上下雙層冷卻，更精準(zhǔn)的控制電池的溫度，相對(duì)傳統(tǒng)的 PACK 可以提高冷卻效果 40%，低溫加熱達(dá)到 60-70 攝氏度，溫度誤差控制在 20-35 攝氏度之間，溫度控制在 5 攝氏度以內(nèi)。資料來(lái)源：

29、高工鋰電，資料來(lái)源：新浪汽車，國(guó)軒高科JTM 集成技術(shù)國(guó)軒高科 JTM 集成技術(shù)中J 指卷芯、M 指模組，其技術(shù)邏輯特征為直接用卷芯放在模組里面，一次完成制作，具有“成本低，制造過(guò)程簡(jiǎn)單，易形成標(biāo)準(zhǔn)化”的特點(diǎn)。該技術(shù)由國(guó)軒高科于2020 年 9 月 17 日在全球新能源汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會(huì)首次提出，可以使得單體到模組成組效率超過(guò) 90%。使用磷酸鐵鋰材料體系，模組能量密度可以接近 200Wh/Kg，系統(tǒng) 180Wh/Kg，可以達(dá)到高鎳三元水平，且模組成本僅相當(dāng)于鉛酸電池水平；JTM 集成技術(shù)最大亮點(diǎn)在于可以推動(dòng)模組實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到“一條產(chǎn)線生產(chǎn)所有產(chǎn)品、一個(gè)產(chǎn)品適用所有平臺(tái)”，其無(wú)論是大眾 ME

30、B 平臺(tái)，還是適度柔性大模組，都可以得到兼容。關(guān)于 JTM 技術(shù)的具體應(yīng)用，國(guó)軒高科于 2021 年 1 月 8 日1 月 9 日在國(guó)軒高科科技大會(huì)推出基于 JTM 技術(shù)的產(chǎn)品，JTM 首款電池為 20Ah/12.8V，在與鉛酸電池同樣電量的前提下，其尺寸只有鉛酸電池的一半（76*91*168），重量只有 1.75Kg，而鉛酸電池的重量約 7Kg，循環(huán)壽命 3000 周以上，鉛酸電池只有不到 600 周，更重要的是，其成本接近與鉛酸電池的成本。圖 37：JTM 集成技術(shù)示意圖資料來(lái)源：電車匯，圖 38：國(guó)軒高科科技大會(huì) JTM 集成技術(shù)優(yōu)勢(shì)講解資料來(lái)源：高工鋰電，廣汽集團(tuán)彈匣電池廣汽彈匣電池的

31、技術(shù)邏輯特征為基于“防止電芯內(nèi)短路，短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延”的設(shè)計(jì)思路，采用類似安全艙的設(shè)計(jì)，阻隔熱失控電芯的蔓延。該電池系統(tǒng)由廣汽埃安于 2021 年 3 月 10 日首次推出，為行業(yè)內(nèi)首次通過(guò)針刺不起火試驗(yàn)的三元鋰電池整包，表現(xiàn)遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)，安全性能卓越，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝，系統(tǒng)體積比能量提升 9.4%，到達(dá) 302Wh/L，系統(tǒng)質(zhì)量比能量提升 5.7%，到達(dá) 185Wh/Kg，成本下降 10%。資料來(lái)源：廣汽埃安官方公眾號(hào)，資料來(lái)源：廣汽埃安官方公眾號(hào)，彈匣電池系統(tǒng)有四個(gè)核心技術(shù)：超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強(qiáng)隔熱電池安全艙、三維降溫冷卻系統(tǒng)、第五代電池管理系統(tǒng)：超高耐熱穩(wěn)

32、定電芯通過(guò)正極材料納米級(jí)包覆及摻雜技術(shù)、自修復(fù) SEI 膜、高安全電解液等技術(shù)的應(yīng)用，使得電芯的耐熱溫度提升 30%。超強(qiáng)隔熱電池安全艙電池倉(cāng)使用網(wǎng)狀納米孔隔熱材料將電芯單獨(dú)分隔，同時(shí)采用耐溫 1400 以上的上殼體, 實(shí)現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。圖 41：網(wǎng)狀納米孔隔熱材料資料來(lái)源：廣汽埃安官方公眾號(hào)，圖 42：超高耐溫上殼體資料來(lái)源：廣汽埃安官方公眾號(hào)，三維降溫冷卻系統(tǒng)三維降溫冷卻系統(tǒng)包含全貼合液冷集成系統(tǒng)、高效散熱通道設(shè)計(jì)、高精準(zhǔn)導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)，基于該系統(tǒng)，可使得散熱面積提升 40%，散熱效率提高 30% ，有效防止熱蔓延。第五代電池管理系統(tǒng)彈匣電池系統(tǒng)技術(shù)搭載了第五代電池管理系

33、統(tǒng)， 通過(guò)采用最新一代車規(guī)級(jí)電池管理系統(tǒng)芯片（相比前代系統(tǒng)提升 100 倍），可實(shí)現(xiàn)每秒 10 次全天候數(shù)據(jù)采集，24 小時(shí)全覆蓋的全時(shí)巡邏模式，對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，立即啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。圖 43：全貼合液冷系統(tǒng)資料來(lái)源：廣汽埃安官方公眾號(hào)，圖 44：第五代電池管理系統(tǒng)資料來(lái)源：廣汽埃安官方公眾號(hào)，關(guān)于彈匣電池的具體應(yīng)用，彈匣電池首搭車型為 AION Y，該車型于 2021 年 3 月 29 日開啟預(yù)售，后續(xù)根據(jù)廣汽埃安官網(wǎng)資料顯示，AION V Plus、AION S Plus、AION LX Plus 也采用彈匣電池，上述車型中，AION LX Plus 千里版續(xù)航能

34、力最強(qiáng)，NEDC 續(xù)航里程為 702km；快充性能方面，AION V Plus 使用超倍速電池技術(shù)，SPEED+充電 5 分鐘續(xù)航 112km、SPEED+充電 5 分鐘續(xù)航 207km。長(zhǎng)城汽車大禹電池長(zhǎng)城汽車大禹電池技術(shù)邏輯特征為當(dāng)電芯發(fā)生熱失控，系統(tǒng)可以在隔絕熱源的同時(shí)，把熱量疏導(dǎo)出去，達(dá)到散熱、冷卻的目的，整個(gè)流程大概分為八個(gè)方向：熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻。大禹電池技術(shù)于 2021 年 6 月 29日首次發(fā)布，并于當(dāng)年 9 月 17 日世界新能源汽車大會(huì)亮相，該技術(shù)針對(duì)熱失控問(wèn)題以“大禹治水，堵不如疏”為理念，“變堵為疏”，采用“控

35、+導(dǎo)=通”的核心技術(shù)原理，搭建 4 層 5 維安全矩陣，保證“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個(gè)電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸。圖 45：長(zhǎng)城大禹電池結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：高工鋰電，圖 46：大禹電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)資料來(lái)源：長(zhǎng)城汽車官網(wǎng)，正壓阻氧根據(jù)蜂窩孔徑及單位氣體質(zhì)量流量，保持包內(nèi)壓力始終高于包外，避免因氧氣進(jìn)入導(dǎo)致二次燃燒。表 4：大禹電池八大核心技術(shù)技術(shù)名稱技術(shù)詳解熱源隔斷電芯間采用全新開發(fā)的雙層復(fù)合材料，既能隔離熱源，又耐火焰沖擊，有效解決了傳統(tǒng)氣凝膠不耐沖擊的痛點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合不同化學(xué)體系電芯循環(huán)膨脹特性不同，設(shè)計(jì)雙層復(fù)合材料，既可有效解決電芯膨脹對(duì)空間的需求

36、，又能隔離熱源；模組間采用高溫絕熱復(fù)合材料，可阻止火焰沖擊和長(zhǎng)時(shí)間傳熱傳導(dǎo)，防護(hù)罩設(shè)計(jì)定向排爆出口，能快速將模組內(nèi)部高溫氣火流排出，避免模組內(nèi)部熱蔓延。雙向換流熱失控過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量高溫、高壓氣火流，通過(guò)對(duì)多種類換流通道設(shè)計(jì)方案仿真模擬，實(shí)現(xiàn)換流強(qiáng)度和比例的精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有效控制熱源按預(yù)定軌跡流動(dòng)，減少對(duì)相鄰模組的熱沖擊，避免再次引燃。熱流分配通過(guò)搭建燃燒模型、熱力學(xué)與流體力學(xué)擬合仿真、沖擊強(qiáng)度和壓力計(jì)算等虛擬技術(shù)應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的均勻分布。定向排爆這是大禹電池最核心的技術(shù)，通過(guò)分流、導(dǎo)流、換流將火源快速引導(dǎo)至滅火通道并安全排出。目前已攻克了通道內(nèi)壓力和流量均勻化調(diào)節(jié)的難點(diǎn)，消

37、除了熱量集中，使氣火流在通道內(nèi)分層均勻流動(dòng)。高溫絕緣為消除熱失控過(guò)程中的高溫對(duì)銅排線束造成絕緣損傷，防止高壓起弧損傷金屬箱體，對(duì)高壓連接及高壓安全區(qū)域進(jìn)行高溫絕緣防護(hù)設(shè)計(jì)。自動(dòng)滅火在定向排爆出口設(shè)置多層不對(duì)稱蜂窩狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)火焰快速抑制和冷卻，并通過(guò)多點(diǎn)化、均布化、小型化設(shè)計(jì)，有效減小體積、降低重量，提升降溫效果。當(dāng)電池管理系統(tǒng)識(shí)別到電芯已觸發(fā)熱失控，通過(guò) BMS 和云端雙重監(jiān)控，確保整車快速開啟冷卻系統(tǒng)，抑制熱擴(kuò)散。采用單智能冷卻張大冷板與箱體集成設(shè)計(jì)方案，有效避免管路因高溫泄漏和爆裂問(wèn)題，并且根據(jù)電芯和模組熱失控溫度狀態(tài)，智能調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的開閉時(shí)間、流速、流量等，實(shí)現(xiàn)不同熱失控條件下、高效

38、冷卻策略。資料來(lái)源：新能源汽車技術(shù)官公眾號(hào)，關(guān)于大禹電池的具體應(yīng)用，長(zhǎng)城沙龍機(jī)甲龍為首款搭載車型，CLTC 工況續(xù)航里程 802 公里， CLTC 標(biāo)準(zhǔn)下充電 10 分鐘續(xù)航 401km；后續(xù)計(jì)劃于 2022 年正式應(yīng)用，面向下一代全新電動(dòng)車，搭載于長(zhǎng)城汽車旗下新能源系列車型。圖 47：大禹電池首搭車型長(zhǎng)城機(jī)甲龍資料來(lái)源：IT 之家，中航鋰電one-stop 電池中航鋰電 one-stop 電池基于 “高度集成與極簡(jiǎn)化”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求，其技術(shù)邏輯特征為模塊化極柱、一體化電連接技術(shù)，也是其主要變革點(diǎn)，該電池由中航鋰電于 2021 年 9 月

39、17 日世界新能源汽車大會(huì)（WNEVC）發(fā)布，采用該技術(shù)的產(chǎn)品三元鋰電池系統(tǒng)電芯能量密度300Wh/kg，pack 能量密度240Wh/kg， 續(xù)航里程可達(dá) 1000km；磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)電芯能量密度 200Wh/kg，pack 能量密度 160Wh/kg，續(xù)航里程可達(dá) 700km。one-stop 電池在電芯層級(jí)、生產(chǎn)工藝以及電池系統(tǒng)層面進(jìn)行多維度創(chuàng)新：電芯層級(jí)：采用了 0.22mm 的超薄殼體技術(shù)、多維殼體成型技術(shù)、“無(wú)蓋板”設(shè)計(jì)、多功能復(fù)合封裝技術(shù)、模塊化極柱、一體式電連接技術(shù)、高剪切外絕緣技術(shù)、柔性泄壓技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)讓空間利用率提升 5%、結(jié)構(gòu)重量降低 40%、零部件減少 25%、成本

40、降低 15%。生產(chǎn)工藝：電芯生產(chǎn)過(guò)程中，采用超高速?gòu)?fù)合疊片、原位無(wú)塵裝配技術(shù)、高速薄璧焊接技術(shù)、集流體直連焊接技術(shù)，能夠讓生產(chǎn)效率提升 100%、生產(chǎn)空間減少 50%、制造成本降低 30%、能耗降低 60%、異物“零”引入風(fēng)險(xiǎn)。電池系統(tǒng)：采用無(wú)模組技術(shù)、極簡(jiǎn)串聯(lián)拓?fù)潆娺B接技術(shù)、復(fù)合嵌入式箱體技術(shù)、高效熱管理技術(shù)、集成液冷技術(shù)、積木拼接成組技術(shù)、熱失控抑制技術(shù)，空間利用率提升 5%、能量密度提升 10%、零部件減少 20%、換熱效率提升 50%、成本降低 10%。目前而言，中航鋰電 one-stop 電池并未有具體應(yīng)用，根據(jù)公司官網(wǎng)信息，原計(jì)劃采用該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品于 2022 年 6 月面市。圖

41、48：中航鋰電 one-stop 電池結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：新威，圖 49：中航鋰電 one-stop 電池技術(shù)創(chuàng)新資料來(lái)源：新威，零跑汽車CTC 方案零跑 CTC 電池底盤一體化技術(shù)，即 cell-to-chassis，為將電池、底盤進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，提升車輛性能的前沿技術(shù)，其重新設(shè)計(jì)電池承載托盤，使整個(gè)下車體底盤結(jié)構(gòu)與電池托盤結(jié)構(gòu)耦合，并通過(guò)減少冗余的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效減少零部件數(shù)量，在提升空間利用率和系統(tǒng)比能的同時(shí)，使車身與電池結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，電池抗沖擊能力及車身扭轉(zhuǎn)剛度得到大幅度提升。該技術(shù)由零跑汽車于 2022 年 4 月 25 日首次推出，為零跑 7 年全域自研路線的最新成果，軟硬件實(shí)現(xiàn)雙重創(chuàng)新，

42、可持續(xù)進(jìn)化。硬件層面，CTC 方案在提高結(jié)構(gòu)效率、解決氣密難題的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了空間、性能、續(xù)航、安全的完美結(jié)合。圖 50：零跑汽車 CTC 方案縱向拆解示意圖資料來(lái)源：零跑汽車官方公眾號(hào)，圖 51：CTC 方案俯視圖資料來(lái)源：零跑汽車官方公眾號(hào)，表 5：零跑 CTC 方案硬件層面優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)空間電池布置空間增加 14.5；車身垂直空間增加 10mm續(xù)航綜合工況續(xù)航增加 10性能車身扭轉(zhuǎn)剛度提升 25；車身輕量化系數(shù)相比傳統(tǒng)方案提升 20安全結(jié)構(gòu)互補(bǔ)、安全大幅提升；30+項(xiàng)試驗(yàn)，確?？煽堪踩Y料來(lái)源：零跑汽車官方公眾號(hào)，軟件層面，零跑車端 BMS 實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，云端電池大數(shù)據(jù)管理，并通過(guò) AI 深度學(xué)

43、習(xí)，實(shí)現(xiàn)車端云端全時(shí)主動(dòng)守護(hù)，為客戶帶來(lái)長(zhǎng)壽命、高效率、高安全的動(dòng)力電池系統(tǒng)。除此之外，零跑 CTC 方案具備高適配性和強(qiáng)擴(kuò)展性，適配性方面，CTC 方案與整車匹配度高，可快速柔性化批量生產(chǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高度集成化和模塊化，可跨平臺(tái)適配未來(lái)各級(jí)別、類型的車型；強(qiáng)擴(kuò)展性方面，可兼容智能化、集成化熱管理系統(tǒng)，未來(lái)可兼容 800V 高壓平臺(tái)，支持 400kW 超級(jí)快充，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“加油式充電”，充電 5 分鐘，續(xù)航 200+km。關(guān)于 CTC 方案的具體應(yīng)用，零跑 C01 為全球首款搭載 CTC 技術(shù)量產(chǎn)轎車，在采取 CTC 方案后，空間利用率比傳統(tǒng)電池包方案高了 5%、整車減重 5%，從而使得續(xù)航里程提

44、升 10%，搭載 90kWh 動(dòng)力電池，兩驅(qū)版可實(shí)現(xiàn) CLTC 綜合工況下 717km 續(xù)航，四驅(qū)版續(xù)航為 630km。圖 52：零跑 AI BMS 大數(shù)據(jù)智能電池管理系統(tǒng)示意圖資料來(lái)源：零跑汽車官方公眾號(hào)，圖 53：全球首款搭載 CTC 技術(shù)量產(chǎn)轎車零跑 C01資料來(lái)源：零跑汽車官方公眾號(hào)，上汽集團(tuán)魔方電池上汽魔方電池（ONE PACK）技術(shù)邏輯特征為 LBS 躺式電芯以及先進(jìn) CTP 技術(shù)，其中躺式電芯布局為魔方電池最大的技術(shù)特點(diǎn)，該電池由上汽集團(tuán)于 2022 年 6 月 13 日首次發(fā)布，其結(jié)構(gòu)主要包括躺式電芯專用壓板、躺式 CTP 電芯組和立式冷卻組件，以及下方托盤。圖 54：魔方電池

45、結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：NE 時(shí)代新能源，圖 55：躺式電芯布局與傳統(tǒng)立式設(shè)計(jì)對(duì)比資料來(lái)源：NE 時(shí)代新能源，魔方電池具有超高集成度、超長(zhǎng)壽命、零熱失控安全防護(hù)三大優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)勢(shì)超高集成魔方電池體積效率轉(zhuǎn)換率和重量效率轉(zhuǎn)換率相較于其他競(jìng)品車型電池都更為出色度表 6：魔方電池三大優(yōu)點(diǎn)：超高集成度，超長(zhǎng)壽命、“零熱失控”安全防護(hù)超長(zhǎng)壽命結(jié)構(gòu)上，躺平的電芯上下只有兩個(gè)電芯，兩端沒(méi)有束縛，對(duì)此，魔方電池設(shè)計(jì)自適應(yīng)束縛裝置，會(huì)隨著荷電量的換邊和老化程度，跟電芯相適應(yīng)，保持穩(wěn)定約束力，從而延長(zhǎng)壽命“零熱失 魔方電池在上下兩塊電芯之間不做隔離，與相鄰電芯的隔離用絕熱材料做厚；除了電芯之間，在整包電芯隔絕上，使用控”

46、安全 冷卻板和隔離結(jié)構(gòu)，且躺平電芯冷卻板采用立式布局。通過(guò)這樣的被動(dòng)熱擴(kuò)散方法，魔方電池能夠真正實(shí)現(xiàn)零熱失控。防護(hù) 即便是某個(gè)電芯發(fā)生熱擴(kuò)散，最多只會(huì)燒其中上下兩塊電芯，不會(huì)蔓延至其它電芯。資料來(lái)源：森蔚汽車，圖 56：魔方電池體積效率轉(zhuǎn)換率對(duì)比資料來(lái)源：森蔚汽車，圖 57：魔方電池重量效率轉(zhuǎn)換率對(duì)比資料來(lái)源：森蔚汽車，關(guān)于魔方電池的具體應(yīng)用，上汽 MG MULAN 為其首搭車型，與魔方電池同時(shí)發(fā)布，其魔方電池包有三個(gè)容量，分別是 51 度、64 度和 77 度，三塊電池包都是 110mm 厚度尺寸，材料方面有磷酸鐵鋰和三元鋰，其中三元鋰電池能量密度達(dá)到 180Wh/kg；性能參數(shù)方面，MG

47、MULAN能夠?qū)崿F(xiàn) 3.8 秒破百，CLTC 工況續(xù)航里程可達(dá) 520km。另外，上汽“魔方”電池未來(lái)還可支持換電。通過(guò) ONE PACK 平臺(tái)化設(shè)計(jì)統(tǒng)一尺寸，獨(dú)創(chuàng)專利換電結(jié)構(gòu)，MG MULAN 可實(shí)現(xiàn)在同一裝置上所有電池包的快換。圖 58：魔方電池首搭車型上汽 MG MULAN資料來(lái)源：上汽官網(wǎng)，圖 59：魔方電池未來(lái)可支持換電資料來(lái)源：森蔚汽車，企業(yè)名稱創(chuàng)新技術(shù)核心創(chuàng)新點(diǎn)表 7：動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新核心要點(diǎn)CTP1.0去掉模組的側(cè)板，轉(zhuǎn)而用綁帶來(lái)替代寧德時(shí)代 CTP2.0進(jìn)一步優(yōu)化掉模組的兩個(gè)端板，利用電池箱體上的縱橫梁來(lái)代替端板CTP3.0采取“電芯-電池包“結(jié)構(gòu)，取消橫縱梁、水冷板與隔熱墊

48、原本各自獨(dú)立的設(shè)計(jì)，集成為多功能彈性?shī)A層；同時(shí)設(shè)計(jì)底部空間共享方案，（麒麟電池） 采用全球首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)特斯拉比亞迪4680電池 CTC技術(shù)刀片電池通過(guò)陣列的方式排布在一起，在成組時(shí)跳過(guò)模組和梁，減少了冗余零部件后，形成類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)，從而大幅提升集成效率；具有超級(jí)安全、超級(jí)強(qiáng)度、超級(jí)續(xù)航、超級(jí)低溫、超級(jí)壽命、超級(jí)功率的“6S”理念CTB技術(shù)大電芯、全極耳和干電池技術(shù)將電芯直接集成到底盤，實(shí)現(xiàn)大三電 、小三電、底盤系統(tǒng)以及自動(dòng)駕駛相關(guān)的集體取消模組以及電池包上殼體的設(shè)計(jì)，將刀片電池通過(guò)與托盤和上蓋粘連，形成“電池上蓋-電芯-托盤”的“三明治”結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)明顯蜂巢能源 疊片電池工

49、藝 將正極、負(fù)極切成小片與隔離膜疊合成小電芯單體，然后將小電芯單體疊放并聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)大電芯國(guó)軒高科JTM集成技術(shù)廣汽集團(tuán)彈匣電池長(zhǎng)城汽車大禹電池直接用卷芯放在模組里面，一次完成制作，具有“成本低，制造過(guò)程簡(jiǎn)單，易形成標(biāo)準(zhǔn)化”的特點(diǎn)；最大亮點(diǎn)在于可以推動(dòng)模組實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)電芯發(fā)生熱失控，系統(tǒng)可以在隔絕熱源的同時(shí)，把熱量疏導(dǎo)出去，達(dá)到散熱、冷卻的目的；具備超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強(qiáng)隔熱電池安全艙、三維降溫冷卻系統(tǒng)、第五代電池管理系統(tǒng)四大核心技術(shù)針對(duì)熱失控問(wèn)題以“大禹治水，堵不如疏”為理念，“變堵為疏”，采用“控+導(dǎo)=通”的核心技術(shù)原理，搭建4層5維安全矩陣，保證“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加

50、熱兩個(gè)電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸；具備八大核心技術(shù)：熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻柱、一體化電連接技術(shù)，也是其主要變革點(diǎn)；運(yùn)用多項(xiàng)技術(shù)在電芯層級(jí)、生產(chǎn)工藝以及電池系統(tǒng)層面進(jìn)行多維度創(chuàng)新one-stop電池 基于 “高度集成與極簡(jiǎn)化”的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求，其技術(shù)邏輯特征為模塊化極中航鋰電零跑汽車CTC方案上汽集團(tuán)魔方電池將電池、底盤進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)電池承載托盤，使整個(gè)下車體底盤結(jié)構(gòu)與電池托盤結(jié)構(gòu)耦合，并通過(guò)減少冗余的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效減少零部件數(shù)量，在提升空間利用率和系統(tǒng)比

51、能的同時(shí)，使車身與電池結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，電池抗沖擊能力及車身扭轉(zhuǎn)剛度得到大幅度提升；軟硬件實(shí)現(xiàn)雙重創(chuàng)新，可持續(xù)進(jìn)化采取LBS躺式電芯以及先進(jìn)CTP技術(shù)，其中躺式電芯布局為魔方電池最大的技術(shù)特點(diǎn)；具有超高集成度、超長(zhǎng)壽命、零熱失控安全防護(hù)三大優(yōu)點(diǎn)資料來(lái)源：整理表 8：動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新核心指標(biāo)資料來(lái)源：整理三、投資機(jī)會(huì) 電池包結(jié)構(gòu)的升級(jí)也為熱管理、絕緣、輕量化等方面的材料帶來(lái)了投資機(jī)遇。液冷板：熱管理的核心設(shè)備，其作用原理為冷卻液通過(guò)金屬板材加工成的液流通道，帶走對(duì)于熱量從而達(dá)到降溫效果，為達(dá)到更好降溫效果，麒麟電池、4680 等結(jié)構(gòu)的單車液冷板使用量提升；隔熱氣凝膠：隔熱氣凝膠原理是通過(guò)納米多孔結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)

52、熱傳導(dǎo)途徑，具備導(dǎo)熱系數(shù)低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是目前動(dòng)力電池保溫隔熱的最佳材料，其生產(chǎn)壁壘較高、對(duì)應(yīng)單價(jià)較高，伴隨在電動(dòng)車領(lǐng)域的持續(xù)滲透，市場(chǎng)空間廣闊；球形氧化鋁：一種高效的導(dǎo)熱膠填料，用于生產(chǎn)導(dǎo)熱界面材料，具備導(dǎo)熱效率高、價(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)，新型電池結(jié)構(gòu)要求導(dǎo)熱面積增大，導(dǎo)熱膠需求也逐步增加；聚氨酯：具備較高粘接強(qiáng)度，且經(jīng)濟(jì)成本具備優(yōu)勢(shì)，除保障熱傳導(dǎo)率還可具備緩沖、密封性能，是目前導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠的主流選擇。四、標(biāo)的公司寧德時(shí)代：龍頭地位穩(wěn)固，海外市場(chǎng)及儲(chǔ)能業(yè)務(wù)爆發(fā)產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張，打造極限制造體系。1）產(chǎn)能：公司產(chǎn)能從 2020 年的 69.10GWh 提升至 2021年的 170.39 Gwh，且在建產(chǎn)能

53、 140 Gwh，隨著產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張，有望逐步攤薄制造成本。2）技術(shù)研發(fā)：2021 年研發(fā)人員突破萬(wàn)人大關(guān)，達(dá)到 10079 人，同比增長(zhǎng) 80%，其中本科及以上是 6246 人。3）打造極限制造體系：利用人工智能、先進(jìn)分析和邊緣計(jì)算/云計(jì)算等技術(shù)，公司電池生產(chǎn)良率、一次合格率等指標(biāo)較上年大幅提升。2021 年 9 月，公司寧德工廠被達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)選為“燈塔工廠”，成為全球首個(gè)獲此認(rèn)可的電池工廠。動(dòng)力電池銷量大增，盈利能力強(qiáng)勁。1）銷量：公司 2021 年電池銷量 133.41GWh，同比增長(zhǎng) 185%，其中動(dòng)力電池銷量 116.71GWh，同比增長(zhǎng) 163%。2021 年公司動(dòng)力電池全

54、球市占率為 32.6%，排名行業(yè)第一。2）盈利性：21Q4 公司整體毛利率 24.70%，環(huán)比下滑 3.2 pct；凈利率 15.29%，環(huán)比上升 2.25 pct，展現(xiàn)了強(qiáng)大的盈利能力。受原材料價(jià)格上漲的影響，22Q1電池行業(yè)盈利承壓，隨著電池產(chǎn)品價(jià)格陸續(xù)上調(diào)電池板塊盈利有望迎來(lái)拐點(diǎn)。比亞迪：厚積薄發(fā)，成就新能源時(shí)代的王者專注汽車與電池業(yè)務(wù)。1）汽車業(yè)務(wù)：2003-2007 年，比亞迪推出自主研發(fā)的燃油車 F3；2008- 2015 年，推出 S6、S7、M6 等車型，車型細(xì)分市場(chǎng)布局不斷完善。推出秦和唐等車型，混動(dòng)技術(shù)逐漸成熟；2016-2020 年，推出宋 Pro、宋 Max EV、唐

55、EV 等多款車型，推出 e 平臺(tái)解決方案，電動(dòng)化、集成化加速；2020 年至今，發(fā)布刀片電池方案和第四代 DM 混合動(dòng)力平臺(tái)。 2）電池及電子業(yè)務(wù)：動(dòng)力電池業(yè)務(wù)從封閉運(yùn)作到全面外供；未來(lái) 5G 機(jī)型換代、國(guó)貨崛起帶動(dòng)手機(jī)組裝行業(yè)發(fā)展；公司是國(guó)內(nèi)最大的車規(guī)級(jí) IGBT 芯片企業(yè)，比亞迪半導(dǎo)體業(yè)務(wù)籌劃分拆上市，芯片產(chǎn)能有望加速外供。造車新潮且技術(shù)頂尖。1）車載智能化：旗下智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng) DiLink 已升級(jí)至 4.0，帶來(lái)更人性化的體驗(yàn)；2）深耕鐵鋰開發(fā)刀片電池：2020 年推出“刀片電池”，提升能量密度。公司動(dòng)力電池成立獨(dú)立的品牌弗迪電池，外供戰(zhàn)略不斷推進(jìn)。3）一體化打造產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)：比亞迪掌握整套

56、“三電”技術(shù)，利用獨(dú)有的 e 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，大幅提升了車輛性能并降低了成本。4 ）極具創(chuàng)造力的車型開發(fā)和豐富的產(chǎn)品矩陣：引進(jìn)了知名設(shè)計(jì)大師，建造了比亞迪全球設(shè)計(jì)中心，打造王朝、海洋系列多層次產(chǎn)品矩陣。5）有望憑借領(lǐng)先的混動(dòng)技術(shù)，顛覆燃油車市場(chǎng)：2021 年 1 月發(fā)布 DM4.0 技術(shù)，具備快、省、靜、順、綠等多重優(yōu)勢(shì)，有望顛覆傳統(tǒng)燃油車市場(chǎng)。億緯鋰能：動(dòng)力電池業(yè)務(wù)快速發(fā)展，盈利有所承壓動(dòng)力與儲(chǔ)能電池快速擴(kuò)張，研發(fā)能力不斷加強(qiáng)。1）動(dòng)力與儲(chǔ)能電池是公司重點(diǎn)發(fā)展的方向，公司 21 年動(dòng)力電池板塊營(yíng)收約 100 億元，同比增長(zhǎng) 125%，主要得益于乘用車領(lǐng)域軟包三元電池產(chǎn)能的釋放。公司目前有方形磷酸鐵鋰電池、軟包三元電